Embora não seja apresentado na maioria dos rótulos de ingredientes de produtos, o estabilizador químico orgânico e subproduto de fabricação, 1, 4-dioxano, podem ser encontrados em inúmeros itens domésticos do dia-a-dia - de xampus e cosméticos a detergentes para a roupa e anticongelantes.

Em parte devido ao seu uso generalizado ao longo de muitas décadas, o produto químico foi agora implicado pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) como um "contaminante emergente de preocupação" em águas subterrâneas e locais de água potável nos EUA, sem método eficaz para sua remoção ainda estabelecido.

Agora, cientistas do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey (NJIT) descobriram uma enzima rara em bactérias com a capacidade de degradar o "provável carcinógeno humano" e o contaminante da água, 1, 4-dioxano.

Os pesquisadores dizem que a descoberta pode ajudar a levar a meios mais eficazes para o tratamento de água contaminada por este produto químico altamente solúvel, conhecido por sua resistência aos esforços convencionais de purificação e tratamento de água.

A pesquisa foi publicada na revista American Chemical Society. Cartas de ciência e tecnologia ambiental .

"Muitos produtos que usamos todos os dias usam uma mistura de mais de 100 produtos químicos, e não percebemos que alguns deles contêm traços de 1, 4-dioxano que são lavados em nossos ralos e liberados no meio ambiente, "disse o Dr. Mengyan Li, professor assistente de química e ciências ambientais no NJIT. "Uma exposição única não é extremamente tóxica, mas a contaminação da água potável pode ter um efeito crônico que aumenta o risco de câncer.

"O que estamos fazendo é estudar os micróbios que realmente consomem esse contaminante como alimento, "Li explicou." Esperamos que esta pesquisa possa atrair a atenção do público para a ideia de que as bactérias podem ser muito eficazes na remoção de contaminantes como 1, 4-dioxano do meio ambiente ou por meio de instalações projetadas. "

Em seu estudo, Li e os colegas de pesquisa do NJIT, Daiyong Deng e Fei Li, analisaram uma enzima chave associada às habilidades metabólicas incomuns do Mycobacterium dioxanotrophicus PH-06 - um micróbio capaz de se alimentar de 1, 4-dioxano como sua principal fonte de energia.

O laboratório de Li foi capaz de identificar e caracterizar o papel crítico de uma enzima, propano monooxigenase, que lidera o caminho na decomposição de 1, Estrutura circular estável do 4-dioxano para que possa ser convertido em combustível para as bactérias.

"O que faz 1, 4-dioxano tão estável e difícil de decompor é que tem uma estrutura circular, "disse Li." O que essa enzima bacteriana faz é a tarefa mais difícil ... ela começa a desmontar essa estrutura circular e quebrá-la para que possa ser mais facilmente degradada por outras enzimas.

"Pode-se pensar que esta enzima lidera o ataque de um exército que está cercando uma fortaleza fortemente protegida, "Li acrescentou." Está na linha de frente fazendo a descoberta para que os reforços possam se juntar a nós. "

1, Pontos quentes de 4-dioxano para consumo

Desde a década de 1950, 1, O 4-dioxano é amplamente conhecido como um estabilizador para solventes clorados ou um subproduto da fabricação de celulose, têxteis, eletrônicos e outros produtos. Contudo, em 2016, a EPA incluiu 1, 4-dioxano em sua lista inicial de 10 substâncias químicas programadas para avaliação de risco humano e ambiental sob as reformas da Lei de Controle de Substâncias Tóxicas aprovadas pelo governo Obama.

De acordo com dados de teste de qualidade da água de concessionárias locais em todos os EUA entre 2010 e 2015, 7 milhões de pessoas em 27 estados são servidos por sistemas públicos de água com um nível superior de 1, Concentração de 4-dioxano em sua água potável de 0,35 partes por bilhão (ppb) - um nível de concentração que pode aumentar marginalmente o risco de câncer. De acordo com a EPA, 0,35 ppb é um nível de concentração de referência que representa um 1 em 1, 000, 000 risco de câncer ao longo da vida. Em 35 ppb, o risco aumenta para 1 em 10, 000

"1, 4-dioxano é miscível com água e isso é o que o torna um problema, "explicou Li." Muitos poluentes orgânicos não são totalmente solúveis em água, por isso mantêm uma certa área de contaminação e não se espalham. Em contraste, 1, O 4-dioxano é extremamente solúvel, por isso migra ... pode se mover para qualquer lugar. "

Vários pontos quentes nacionais para níveis excessivos de 1, O 4-dioxano na água potável surgiu recentemente, particularmente em regiões populosas como Long Island, NOVA IORQUE., com áreas do condado de Nassau atingindo os níveis de concentração mais altos do país em 12 ppb. Oficiais do Departamento de Saúde do Estado de Nova York estimam que os custos iniciais de limpeza do estado podem totalizar até US $ 2,5 bilhões.

"Em nossa própria investigação sobre o rio Hackensack de Nova Jersey, encontramos pontos quentes com alta concentração de mais de 5 ppb, que é pelo menos 10 vezes maior do que o nível de orientação da EPA, "disse Li." Mas isso não é apenas um problema em Long Island e Nova Jersey ... pode ser um problema global porque todo mundo usa produtos como xampus e detergentes quase todos os dias. "

De acordo com os dados mais recentes sobre emissões ambientais do Inventário de Liberação de Tóxicos da EPA, aproximadamente 675, 000 libras de 1, 4-dioxano foram liberados para o meio ambiente em 2015.

Junto com o aumento do produto químico liberado no meio ambiente, Os custos de limpeza estimados em locais críticos como Long Island também aumentaram a tal ponto devido à falta de abordagens econômicas e ambientalmente seguras para tratar o problema.

Li diz que algumas abordagens de remediação, como o tratamento com produtos químicos oxidantes, podem ser muito caros e não são considerados ecologicamente corretos. Outros esforços que aplicam absorventes para reter contaminantes da água normalmente requerem tratamento adicional para evitar problemas de descarte em terras onde o produto químico concentrado é liberado de volta para o meio ambiente.

"Achamos que a melhor maneira de avançar é fazer com que os micróbios comam o 1, 4-dioxano, "disse Li." Eles eliminam naturalmente esse contaminante, convertendo-o em sua biomassa e em dióxido de carbono. Quando você lida com questões ambientais de grande escala, como 1, Contaminação por 4-dioxano, é melhor ter uma solução sustentável. "

O laboratório de Li está agora buscando desenvolver novas abordagens para monitorar e acelerar o desempenho da enzima bacteriana recém-descoberta. A equipe também está explorando maneiras de ampliar a aplicação de 1, Bactérias consumidoras de 4 dioxano para uso em campo. Com mais estudo, O laboratório de Li espera em breve demonstrar a viabilidade do micróbio 1, Esforços de remediação de 4-dioxano fora do laboratório.

"Existem vários fatores ambientais que podem afetar o desempenho dos micróbios se você simplesmente injetar essas culturas em locais de contaminação diretamente, então temos que estudar isso mais, "disse Li." No entanto, instalações de água potável podem ser capazes de usar instalações adicionais, como biorreatores ou filtros biologicamente ativos, onde a água passa pelo sistema, e as bactérias dentro consomem o 1, 4-dioxano para que a descarga seja água limpa. Esse poderia ser um tratamento que aplicamos, e acredito que estamos chegando lá. "